Введение к работе
Актуальность данной работе подтверждается и тем1 что проблеме взаимодействия непрерывной и дискретной фаз в турбулентном потоке уделяют внимание во многих исследовательских институтах (МАИ, УШ, Уральский и Одесский госуниверситеты, ГНИИЭ, институт физико-технических проблем энергетики в Каунасе, ЛПИ и др.).
Работа является составной частьв комплекса научно-исследовательских работ, выполнявшихся по координационному плану ГКНТ, постановление № 526/260 от 22.12.80 "Разработать и внедрить новые методы и технические решения высокоэффективного использования топлива, электрической, тепловой энергии и вторичных энергетических ресурсов в промышленности" и по программе ГКНТ 0.09.05 на 1986-1990 гг.
Цель работы. Исследование влияния мелкодисперсных частиц на турбулентные характеристики несущего газа с помощью спектральной теории турбулентности и применение результатов исследования к расчету конкретных турбулентных течений.
Научная.новизна работы
-
Разработан метод решения динамического уравнения прост-ранственного энергетического спектра турбулентных пульсаций.
-
Реализация этого метода при помощи ЭВМ позволила изучить влияние мелкодисперсных частиц на следующие характеристики турбулентности несущей фазы:' вырождение полной энергии, скорость вырождения вихрей различного масштаба, скорость диссипации энергии, распределение энергии по волновым числам.
-
Установлена зависимость между коэффициентами турбулентной диффузии газа в однородном и двухфазном потоках, подтверж -денная данныни эксперимента, проведенного автором.
-
Решение уравнения диффузии окислителя с учетом случайных ил позволило оценить влияние горения частиц на турбулентную диф-узию кислорода.
-
Использование результатов в апробированных моделях теп-ообмена в камерах сгорания и пахтных печах привело к получению олее точных распределений скорости, температуры и концентрации оппонент реакций.
Практическая ценность работы заключается в возможности ис-ользования результатов исследования при расчетах процессов сжи-ания жидкого топлива и факельной плавки измельченной шихты с [елью их интенсификации, определения оптимальных режимных и кон-:труктивных параметров.
Реализация работы. Результаты работы использованы при интен-:ификации тепловой работы и реконструкции агрегата КИВЦЭТ-ЦС но сть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате (УК СЦЮ. Резуль-аты расчета по определению рациональных конструктивных размеров ;грегата, полей температур и потоков тепла на ограждения легли в скову технического, задания на проектирование варианта агрегата роизводительностью 500 т/сутки, внедрение которого осуществлено [а УК СЦК. При реконструкции получен экономический эффект, доля івтора диссертации з котором состаачяет .130 тысяч рублей.
Автор защищает;
методы расчета и результаты моделирования вырождения турбулентности однофазных и двухфазных потоков при различной кон -(ентрации и плотности фаз, проведенные на основе, спектральной еории турбулентности;
результаты экспериментального исследования влияния час-иц тв'ердой фазы на турбулентную диффузию несущей среды;
расчетно-аналитические зависимости для определения коэффициента турбулентной диффузии пассивной примеси в газовзвесях;
- результаты моделирования процессов тепло- и массообмена при сжигании распыленного жидкого топлива и в процессе факельной плавки сульфидного сырья.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на УШ научно-технической конференции "Оптимизация и создание ресурсосберегающих безотходных технологий в химической поо-мыпленности и теплоэнергетике", г. Свердловск, 1988 г.; ХУ fse-совзной конференции "Актуальные вопросы физики аэродст^.р-,ну}; систем", г. Одесса, 198Э г.; IX юбилейной научно-техничгской конференции, г. Свердловск, 1990 г.; I Азиатско-Тихоокеан ..ком международном симпозиуме по горению и утилизации энергии, Г. ПеКИН, 1990 г.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в б печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 125 наименований и приложений. Объем работы - 157 страниц'машинописного текста, в том числе 38 рисунков и I таблица.